Material

เซรามิกซิร์โคเนีย (Y-TZP)

ซิร์โคเนียเสถียรด้วยอิตเทรีย (Y-TZP) คือออกไซด์เซรามิกที่เหนียวที่สุด มีความเหนียวต่อการแตกหัก 8–10 MPa·m^1/2 และความแรงดัดถึง 1200 MPa การรวมกันนี้ช่วยให้มันทนต่อการกระแทกและแรงด้านข้าง — สิ่งที่จะทำให้อะลูมินาหรือซิลิคอนคาร์ไบด์แตก นี่คือเหตุผลที่ซิร์โคเนียปรากฏในใบมีด ท่อปั๊ม หัวข้อต่อเทียม และทุกงานที่ชิ้นส่วนเซรามิกรับแรงกล strong ซิร์โคเนียยังมีการนำความร้อนต่ำที่สุดในกลุ่มเซรามิกโครงสร้าง这里 (2–3 W/m·K) ทำให้มันเป็นเกราะกันความร้อนตามธรรมชาติ ความหนาแน่น (~6 g/cm³) สูงกว่าอะลูมินาจึงงานออกแบบไวต่อน้ำหนักจะเลือกวัสดุเบากว่า แต่เมื่อความเหนียวเป็นตัวตัดสิน ซิร์โคเนียมักเป็นคำตอบ

ซิร์โคเนียเสถียรด้วยอิตเทรีย (Y-TZP) คือออกไซด์เซรามิกที่เหนียวที่สุด มีความเหนียวต่อการแตกหัก 8–10 MPa·m^1/2 และความแรงดัดถึง 1200 MPa การรวมกันนี้ช่วยให้มันทนต่อการกระแทกและแรงด้านข้าง — สิ่งที่จะทำให้อะลูมินาหรือซิลิคอนคาร์ไบด์แตก นี่คือเหตุผลที่ซิร์โคเนียปรากฏในใบมีด ท่อปั๊ม หัวข้อต่อเทียม และทุกงานที่ชิ้นส่วนเซรามิกรับแรงกล strong

ซิร์โคเนียยังมีการนำความร้อนต่ำที่สุดในกลุ่มเซรามิกโครงสร้าง这里 (2–3 W/m·K) ทำให้มันเป็นเกราะกันความร้อนตามธรรมชาติ ความหนาแน่น (~6 g/cm³) สูงกว่าอะลูมินาจึงงานออกแบบไวต่อน้ำหนักจะเลือกวัสดุเบากว่า แต่เมื่อความเหนียวเป็นตัวตัดสิน ซิร์โคเนียมักเป็นคำตอบ

Typical Properties

Indicative ranges — confirm grade and test conditions before design commitment.

PropertyIndicative Value
องค์ประกอบYttria-stabilised zirconia (Y-TZP)
ความหนาแน่น6.00-6.05 g/cm3
ความแข็งวิกเกอร์ส1200-1350 HV
ความแรงดัด900-1200 MPa
ความเหนียวต่อการแตกหัก8-10 MPa.m1/2
อุณหภูมิการใช้งานสูงสุด800-1000 C
การนำความร้อน2-3 W/m.K
การขยายตัวด้วยความร้อน (20-1000 C)10.0 x10-6/K
Potential Advantages

ความเหนียวต่อการแตกหักสูงสุดในกลุ่มออกไซด์เทคนิค ทนการสึกหรอแบบเลื่อนได้ดีเยี่ยม สามารถขัดจนผิวเรียบระดับ optic ได้ เข้ากันได้ชีวภาพดีสำหรับการฝังแทรกทางการแพทย์

Design Considerations

เกรดตัวเสถียร (ปริมาณอิตเทรีย) กำหนดทั้งความเหนียวและอุณหภูมิใช้งานสูงสุด — Y-TZP 3 mol% ให้ความแข็งแรงดีที่สุดที่อุณหภูมิห้องแต่เริ่มเสื่อมเหนือ ~800 °C สำหรับโหลดความร้อนสูงกว่า พิจารณาซิร์โคเนียเสถียรบางส่วน (PSZ) หรือเปลี่ยนไปใช้ SiC/Si₃N₄

Limitations & Trade-offs

การเสื่อมที่อุณหภูมิต่ำ (LTD) ในความชื้นจาก 200–300 °C จำกัดการใช้งานระยะยาวในไอน้ำหรือสภาพเปียก เว้นแต่เกรดทน LTD พิเศษ ไม่ใช้เป็นฉนวนในบางสูตร — ยืนยันความต้านทานไฟฟ้าหากต้องการการแยกไดอิเล็กตริก